POLIMERTECHNIKA Laboratóriumi gyakorlat

Átírás

1 MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV Polimer anyagvizsgálat Név: Neptun kód: Dátum:. Gyakorlat célja: 1. Műanyagok folyóképességének vizsgálata, fontosabb reológiai jellemzők kiszámítása 2. Műanyagok Charpy-féle ütővizsgálata 1. Műanyagok folyóképességének vizsgálata A vizsgálat célja Poliolefin (PP vagy HDPE) alapanyagok (granulátum) folyóképességének mérése kapilláris plasztométerrel. A gyakorlat során az alábbi jellemzőket határozzuk meg: a. MVR (méréssel), b. MFI (számítással) c. f és (számítással) Fogalmak MVR (Melt Volume Rate) [cm 3 /10 perc]), térfogatáram, a kapilláris plasztométer ezt a jellemzőt méri. MFI (Melt Flow Index, [g/10 perc]), MFR (Melt Flow Rate, [g/10perc]). Szabványos folyási mutatószám: az a grammokban kifejezett anyagmennyiség, amely a vizsgálati és anyagszabványban előírt hőmérséklet és nyomás mellett a szabványos mérőkészülék kifolyónyílásán 10 perc alatt kifolyik (tulajdonképpen tömegáram). A folyási mutatószám meghatározására szolgáló készülék a kapilláris plasztométer. ( ) ( ) T [ C]: vizsgálati hőmérséklet F [N]: terhelőerő (vizsgálati súly) s [-]: szabványos időnek megfelelő szorzótényező, (s=600) t [s]: V anyagmennyiség kisajtolási ideje V [cm 3 ]: t idő alatt kisajtolt anyagmennyiség m [g]: t idő alatt kisajtolt anyagmennyiség 1

2 SZÉCHENYI ISTVÁN A kapilláris plasztométer fényképe és felépítése az alábbi ábrán látható. A kapilláris plasztométer felépítésének vázlata és a vizsgáló berendezés (1. Terhelő súly, 6-7. Dugattyúrúd, dugattyú, 8. Kapilláris) Az MFI értékének szabványos megadási módja: pl. MFI=2,8 (2,16/190) Jelentése: 2,16 kg-os súly alkalmazásával, 190 C hőmérsékleten az adott anyag folyási mutatószáma 2,8 g/10 perc. A gyakorlat során használt összefüggések Jellemző Képlet Mértékegység MFI [g/10 perc] ( ) Térfogatáram Tömegáram A vizsgált anyag sűrűsége Nyomáscsökkenés a kapilláris hossza mentén = feszültség a kapilláris fala mentén Hagen-Poiseuille összefüggés a dinamikai viszkozitás meghatározására Maximális alakváltozási sebesség [m 3 /s] [kg/s] [kg/m 3 ] [MPa] [MPa] [Pas] [1/s] 2

3 A gyakorlat anyagához kapcsolódó ábrák, diagramok Nyomásváltozás a kapilláris hossza mentén feszültség és a sebességeloszlás a kapillárisban Newtoni ( ) és pszeudoplasztikus anyag ( )(valós polimer ömledék, többnyire 0<n<1) Folyásgörbéje (bal oldalon) és Viszkozitásgörbéje (jobb oldalon) Struktúrviszkózus anyag folyásgörbéje I. Newtoni viselkedés II. Pszeudoplasztikus viselkedés III. Newtoni viselkedés 3

4 Alapadatok A készülék típusa CEAST Modular Melt Flow 7026 Kapilláris hossza l=8 mm Kapilláris sugara R=1 mm Dugattyú átmérője D= 9 mm Mérési eredmények A vizsgált anyag megnevezése Vizsgálati hőmérséklet Vizsgálati súly (terhelőerő) T=. F= l R Vizsgálati paraméterek, Mért adatok D F MVR [N] [cm 3 /10 perc] t [s] m [g] MFI [g/10perc] [m 3 /s] [kg/s] Számított adatok p [kg/m 3 ] [MPa] [MPa] [Pas] [1/s] 4

5 2. Műanyagok Charpy-féle ütve hajlító vizsgálata A gyakorlat célja: fröccsöntött próbatesteken szabványos V alakú bemetszés készítése, majd a hornyolt próbatesteken Charpy-féle ütve hajlító vizsgálat elvégzése. A vizsgálat elve, a kialakítandó bemetszés és a hornyoló berendezés az alábbi ábrán látható. Az ütővizsgálatot az ISO179 szabvány szerint végezzük. A szabványos próbatest mérete: 80x10x4 (hossz (l), szélesség (b), vastagság(h). Az alátámasztási távolság: L=62 mm Az ütve hajlító vizsgálat célja az anyag dinamikus igénybevétellel szembeni ellenállásának meghatározása. A kísérlet során a próbatestben elnyelt munka az ütőmunka. A vizsgálat során leolvasott energiaértéknek csak egy része a próbatest által elnyelt energia. Ebből az értékből ki kell vonni a szabadesésnél mért energiát, és így kapjuk az Ec korrigált energia értéket [J]. A Charpy-féle ütve-hajlító szilárdságot az alábbi képlettel számíthatjuk ki: [kj/m 2 ] Ahol: h a próbatest vastagsága, b N pedig a bemetszésnél mért vastagság. A gyakorlat menete: 1. V-bemetszés (horony) elkészítése az erre alkalmas berendezéssel 2. Próbatest szélességének és vastagságának mérése tolómérővel 5

6 3. Ütőművön szabadlengésnél le kell olvasni az energiaértéket (a korrigált energia számításhoz) 4. Próbatestek ütővizsgálata 5. Ütve-hajlító szilárdság kiszámítása Mérési eredmények Próbatest anyaga:.. E szabadlengés :.. [J] Próbatest sorszáma Átlag Átlag eltérés Szórás b h E mért [J] E c [J] a cn [kj/m 2 ] 6